Группа ученых Лаборатории нейтронной физики ОИЯИ совместно с коллегами из Египта исследовали элементный состав рыхлых донных отложений египетских прибрежных акваторий Средиземного и Красного морей. Для этого они изучили собранные образцы методом нейтронного активационного анализа (НАА) на реакторе ИБР-2 в ОИЯИ, а также на масс-спектрометре с индуктивно связанной плазмой ICP-MS. В результате был определен ряд областей с превышенной концентрацией различных элементов. Ученые смогли связать эти данные с существованием в этих районах развитых производств, активного судоходства и рыболовства. В целом же, как отмечают ученые, египетские побережья Средиземного и Красного морей оказались достаточно чистыми.

Исследование данных территорий стало вторым этапом большого совместного проекта по изучению экологической ситуации в Египте, который стартовал еще в 2011 году. Тогда ученые ЛНФ предложили египетским коллегам использовать уникальный метод НАА, чтобы проверить элементный состав образцов из долины реки Нил, крупнейшего источника чистой питьевой воды на засушливом континенте. Результаты исследования, которое проводилось вплоть до 2018 год, не показали критического превышения концентрации тяжелых металлов в донных осадках Нила. Река оказалась чище других водоемов, состояние которых группа ученых уже изучала. Участники исследования отметили лишь несколько особо загрязненных мест, например, в устье реки и в районе города Хелуан, и связали это, в том числе, с деятельностью человека.

Далее – в рамках следующего этапа исследования, с 2018 по 2021 годы, – фокус внимания ученых переместился на прибрежные районы Средиземного и Красного морей на территории Египта, поскольку загрязнение морской среды также является глобальной экологической проблемой.

Места отбора проб на побережье Средиземного моря

Всего со дна была отобрана 131 проба: 99 образцов с египетского побережья Средиземного моря и 32 образца с северного египетского сектора Красного моря. После сбора образцы были очищены на месте, доставлены в лаборатории Каира для предварительной обработки и, наконец, отправлены в ЛНФ ОИЯИ.

Морские отложения изучили с помощью НАА на исследовательском реакторе ОИЯИ ИБР-2. Были определены массовые доли 43 элементов-примесей и 39 оксидов в образцах с побережий Средиземного и Красного морей соответственно.

Места отбора проб на побережье Красного моря

«Мы выяснили, что есть места с повышенным содержанием металлов-загрязнителей – меди, никеля, мышьяка, цинка, свинца, хрома и других, – рассказал старший научный сотрудник группы нейтронного активационного анализа ЛНФ ОИЯИ, руководитель национальной группы Египта в ОИЯИ Ваель Бадави. – В районе египетского побережья Средиземного моря – это прибрежная зона вдоль озера Манзала и его западная прибрежная зона на выходе из озера Буруллус, а также устье реки Нил в Рас-эль-Баре и залив Абу-Кир. А в районе Красного моря пиковые значения были обнаружены в Шарам-эль-Бахари, в середине побережья, и ниже, к южной части Марса Хемира».

Для оценки экологической ситуации рассчитывались различные индексы загрязнения. Например, коэффициент обогащения, коэффициент геоаккумуляции, индекс нагрузки загрязнения, модифицированный индекс загрязнения и оценка риска.

«Хотя металлы естественным образом встречаются в морских отложениях, важно отличать фоновые концентрации от загрязнения, вызванного антропогенными источниками. Там, где мы заметили превышение концентраций металлов, скорее всего главными факторами загрязнения являются сбросы бытовых отходов, добыча и транспортировка фосфатов, нефтедобыча, а также рыболовство и судоходство. В остальных же местах обогащение металлами находится в пределах нормы, однако регулярный мониторинг не помешает для подтверждения экологического статуса», – отметил Ваель Бадави.

Команда ученых ОИЯИ и их египетских коллег уже наметила следующие объекты для исследования. В ближайших планах – изучение загрязнения воздуха в Египте, состояния кораллов и мангровых зарослей. Кроме этого, исследователи ищут новые подходы и возможности в изучении экологической обстановки.

Список публикаций:

1. W. Badawy, A. Elsenbawy, A. Dmitriev, H. El Samman, A. Shcheglov, A. El-Gamal, N. H. M. Kamel, M. Mekewi. Characterization of major and trace elements in coastal sediments along the Egyptian Mediterranean sea. Marine Pollution Bulletin. 177 (2022) — 113526. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2022.113526
2. A. El-Taher, W. M. Badawy, A. E. M. Khater, H. A. Madkour. Distribution patterns of natural radionuclides and rare earth elements in marine sediments from the Red sea, Egypt. Appl Radiat Isot. 151 (2019) — 171-181. 10.1016/j.apradiso.2019.06.001
3. W. M. Badawy, A. El-Taher, M. V. Frontasyeva, H. A. Madkour, A. E. M. Khater. Assessment of anthropogenic and geogenic impacts on marine sediments along the coastal areas of Egyptian Red sea. Appl Radiat Isot. 140 (2018) — 314-326. 10.1016/j.apradiso.2018.07.034